海島的農村生活污水處理方案比選

譚晶晶，徐 明

（1.中鐵建安工程設計院有限公司，陜西 西安 710032；2.西安市政設計研究院有限公司，陜西 西安 710068）

0 引言

2017 年11 月15 日海南省人民政府辦公廳下發《關于印發海南省農村環境綜合整治全域覆蓋工作方案的通知》（瓊府辦〔2017〕186 號），要求加快推進農村生活污水治理，建立散居戶、自然集中村落生活污水處理體系和后續服務體系。污水處理設施建設應堅持科學規劃、因地制宜、分散處理、生態循環、就近回用原則。到2022 年，全省行政村農村環境綜合整治基本實現全覆蓋，行政村轄區生活污水基本得到處理、達標排放[1]。

海南省定安縣人民政府高度重視農村生活污水治理工作，全面推進農村生活污水治理。根據農村人口規模、經濟發展水平和工作難易程度，逐步完成轄區內全覆蓋農村環境綜合整治任務，不斷提升人民群眾的幸福感、獲得感和安全感。

1 定安縣自然條件

定安縣位于海南島中部偏東北，全縣面積1 189 km2，全縣人口約34.14 萬人。定安縣地貌呈南北長、東西窄的不規則形狀。南北長68 km，東西寬45.50 km，疆界長251.50 km。地勢由南向北緩度傾斜，形成南高北低的態勢，從海拔最高點512.70 m遞降至最低點15.20 m。全縣既有淺海沉積物和河流沖積物形成的平坦階地地貌，也有砂頁巖、玄武巖、火山灰巖、花崗巖等所構成的臺地、殘丘地貌。大部分為砂壤土和磚紅壤土、石子紅壤土和石子白壤土[2]。

定安縣屬于熱帶季風海洋性氣候，夏長冬暖，最熱7 月平均氣溫為27.4 ℃，最冷1 月平均氣溫為17.1 ℃，年平均溫度25 ℃以上；年降雨量1 500～2 500 mm，光照充足，土地肥沃。

2 定安縣農村生活污水現狀及特征

2.1 農村生活污水現狀

各自然村均無污水管網及處理設施，村民自建無底化糞池，化糞池內污水全部下滲土層中，未見污水漫流出地面；洗漱及廚房用水散排至路邊排水溝，如圖1 所示。

圖1 定安縣農村污水現狀

根據定安縣住房和城鄉建設局《關于確認廁所革命實施情況的復函》（2019 年11 月1 日），定安縣正在實施農村“廁所革命”工程，戶廁改造包含戶廁和化糞池建設，資金來源為專項補貼資金。目前大部分自然村已完成改廁，小部分自然村正在實施改廁。定安縣農村衛生廁所覆蓋率達到95%。

2.2 污水特征

2.2.1 污水量

農村生活污水的來源主要是村民的日常生活用水，污水種類主要包括沐浴廢水、洗滌廢水、廚房排水、沖廁污水等。

設計農村生活污水量（m3/d）=污水收集率×污水排放系數×平均日生活用水定額（L（/人·d））×常住人口×供水日變化系數/1 000。式中各參數分別為：

（1）本項目確定經濟條件一般的村莊人均平均日生活用水定額為80 L（/人·d），經濟條件較好的村莊人均平均日生活用水定額為100 L（/人·d）[1]。

（2）本項目農村供水服務區域較大，且定安縣供水規模較小，根據現狀實際情況，本項目確定供水日變化系數為1.6。

（3）服務人口按常駐人口數量進行計算。

（4）結合項目區的現狀條件、建筑內部排水設施水平，本項目確定污水排放系數為0.85。

（5）根據規劃目標，本項目確定污水收集率為1。

2.2.2 污水濃度

農村生活污水主要污染物包括有機物、氨氮、磷酸鹽等[3]。根據《海南省農村生活污水處理技術指引》，設計進水水質指標參考定安縣農村污水治理工程（一期）的進水水質，如表1[4]所示。

表1 設計進水水質指標 單位：mg/L

3 農村生活污水處理的具體目標

遵循“科學研究、因地制宜、分步實施、長效管理”的思路，推進定安縣人居環境質量改善，防止生活污水直接排放引起農村環境污染，切實改善居民生活條件，改善村容村貌，規范農村生活污水處理設施建設和運行管理，實現村莊的環境優美和生態和諧。本項目污水治理后出水主要用于農田灌溉及排入附近水塘。結合項目實際情況及《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB 46/483—2019），本項目集中污水處理后出水水質標準按二級標準，分散污水處理后出水水質標準按三級標準，如表2 所示。

表2 海南省農村生活污水處理設施水污染排放限值表（DB 46/483—2019）

4 農村生活污水處理模式選擇

污水處理站收集的污水包括沖廁、洗滌、洗浴和廚廁等家庭用水。同時，結合工程實際情況，為協調統一，便于管理，規模較大的集中養殖場的養殖廢水禁止接入本項目污水收集系統；個體散養戶的養殖廢水經預處理出水達到《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596—2001）的要求后再接至本項目污水收集系統。

定安縣轄10 個鎮，108 個村，3 個農場，行政區域面積1 189 km2[2]。定安縣按照全縣農村生活污水產生區域特征，將全縣農村劃分為污水處理廠輻射區和分散處理片區。依托本地實際，遵循規劃，因地制宜，總結出“接市政管網、集中式設施、分散式設施、大集中+小分散模式”4 種農村污水治理模式，推行差異化、針對性治理。

（1）接市政管網：對于靠近市政管網的自然村，定安縣采用接駁城鎮污水處理系統方式進行處理。

（2）集中式設施：對于村莊分布密集、人口密度較大、有尾水排放水體、污水排放量較大的村莊，將1個村莊或是相連的多個村莊的農村四水（廁所、洗衣、洗浴、廚房污水）經過污水管網集中收集之后，建設統一的污水處理設施進行統一處理，尾水就近排放至周邊水體或回用。污水處理站產生的污泥定期抽吸后送至就近污水處理廠進行處理，戶內化糞池污泥以農戶為單元，采用自然干化并就地處置，回用農田為宜。

（3）分散式設施：村莊分布分散、人口密度較低、地形較為復雜，管網建設難度大的地區，將每個片區1 戶或附近幾戶的生活污水分片收集之后，進行單獨處理，尾水就近排放至周邊水體或回用。污水處理規模在1～5 m3/d 的采用分散式污水處理設備，如小型凈化槽、“桶中通A/O 工藝”等。污泥以農戶為單元，采用自然干化并就地處置，回用農田為宜。

（4）大集中+小分散模式：村莊分布既有密集區，又有距離集中村莊較遠、不利于集中收集的分散區，集中部分住戶污水統一收集之后，建設污水處理設施進行統一處理；分散部分單戶或聯戶分片收集后單獨處理。尾水就近排放至周邊水體或回用。污水處理站產生的污泥定期抽吸后送至就近污水處理廠進行處理，戶內化糞池污泥以農戶為單元，采用自然干化并就地處置，回用農田為宜。

5 農村集中污水處理方案的選擇

農村集中污水處理是無害化處理系統，由一級處理和二級處理組成。集中式處理站工藝流程圖見圖2。

圖2 集中式處理站工藝流程圖（單位：m）

污水一級處理設格柵井，主要去除污水中呈懸浮或漂浮狀態的固體污染物質。格柵井中設粗、細人工格柵各1 套。農村污水水量和水質隨時間變化較大，為保證后續二級處理的正常運行，降低運行負荷，需要對污水的水量和水質進行調節，在進入二級處理系統前設置調節池。調節池采用成品玻璃鋼結構，調節池內設置潛污泵，以額定流量將污水提升至后續二級處理系統。調節池內的污水水力停留時間為6～8 h。

二級處理采用生物方法，總結起來，適用于農村生活污水處理，且有代表性的工藝主要有A/O 生物接觸氧化工藝、A/O 工藝、SBR 工藝、人工濕地等。這些技術各有長短，比選見表3。

表3 污水處理工藝比選

污水處理工藝的選擇應根據進站污水水質、出水水質要求、處理站規模、污泥處置方案以及當地氣溫、工程地質、排放環境等條件來慎重選擇。定安縣農村生活污水中有機成分比較高，可生化性好，農村集中污水處理推薦采用占地少、運行費用低、運行穩定的A/O 生物接觸氧化工藝[5]。

地上式A/O 生物接觸氧化工藝污水處理系統是集永久性、無噪音、微電腦全自動控制技術等處理技術為一體的高新技術產品。其技術原理為：生化反應段分為厭/缺氧段+曝氣接觸氧化反應，其中的厭/缺氧段將污水中難降解的污染物分解，回流污泥在厭氧條件下實現釋磷過程，同時回流液中硝酸鹽被反硝化成氮氣、從系統逸出，實現脫氮過程；在接觸氧化反應時，懸浮立體填料可以實現復雜微生物菌群的聚集，很長的食物鏈便于實現污染物的全程降解，大幅提高系統的脫氮效率，降低噸水處理能耗，剩余污泥產量遠小于常規的曝氣工藝。針對農村污水排放的階段性，通過現場/遠程對控制器參數進行調整，可實現間歇曝氣運行，序批式的處理過程更加切合農村特點，可提高脫氮效率，降低運行成本，也保證了出水水質的穩定性。

一體化污水處理設備采用碳鋼材料，設備內設有厭氧池、好氧池、沉淀池、深度接觸氧化池、儲泥池、設備房等7 個分區。處理系統總水力停留時間為16～22 h，風量0.20～2.29 m3/min，接觸氧化池懸浮填料填充率為20%～40%，以每kg MLSS(混合液懸浮固體濃度) 計算的污泥負荷為0.25～0.50 kg（BOD）/d，污泥濃度為1 500～3 000 mg/L，污泥回流比為20%～75%，沉淀池表面負荷為0.6～1.0 m3（/m2·h）。定安縣農村集中污水處理規模5～50 m3/d 的水力停留時間如下：厭氧區2.5～3.5 h；缺氧區2.5～3.5 h；好氧區7.0～10.0 h；沉淀區3.5～5.0 h；深度接觸氧化區4.0～5.0 h。

6 結語

（1）定安縣政府機構應大力實施美麗鄉村建設和鄉村旅游開發，以“百里百村、紅色文化、富硒美食”等為引導，以全域旅游帶動鄉村振興，暢通由綠水青山走向金山銀山的轉化“通道”。

（2）有關部門應對排入污水處理系統的有毒有害廢水加強監測和控制，以保證污水處理系統的正常運行。

（3）要強化技術指導，做好示范引導，穩步推進農村生活污水治理項目建設，加快完善運維體系。建立長效管理機制，制定定安縣農村生活污水治理設施運營維護的監督管理辦法。

（4）加強農村環境保護宣傳與科普教育力度。